CN101427083B - 冷冻装置 - Google Patents

Abstract

压缩机(20)和膨胀机(30)设在空调机(10)的制冷剂回路(11)中。在压缩机(20)中，冷冻机油从贮油腔(27)供向压缩机构(21)。在膨胀机(30)中，冷冻机油从贮油腔(37)供向膨胀机构(31)。压缩机壳体(24)内成为冷冻循环的高压，膨胀机壳体(34)内成为冷冻循环的低压。在将压缩机壳体(24)和膨胀机壳体(34)连接起来的油流通管(42)上设有油量调节阀(52)。根据油面传感器(51)的输出信号操作油量调节阀(52)。若打开油量调节阀(52)，则在油流通管(42)中冷冻机油从压缩机壳体(24)内的贮油腔(27)流向膨胀机壳体(34)内的贮油腔(37)中。

Description

冷冻装置

技术领域

本发明涉及一种将润滑油供给冷冻装置中的压缩机、膨胀机的技术。

背景技术

到目前为止，让制冷剂在制冷剂回路中循环而进行冷冻循环的冷冻装置已为人所知，该冷冻装置被广泛地用在空调机等中。例如，在专利文献1中公开了一种包括压缩制冷剂的压缩机和使制冷剂膨胀的用于回收动力的膨胀机的冷冻装置。具体而言，在该专利文献1的图1所示的冷冻装置中，膨胀机通过一根轴与压缩机相联结，在膨胀机中得到的动力用于驱动压缩机。而且，在该专利文献1的图6所示的冷冻装置中，压缩机上联结有电动机，膨胀机上联结有发电机。该冷冻装置中的压缩机被电动机驱动而对制冷剂进行压缩，另一方面，发电机由膨胀机驱动发电。

例如在专利文献2中公开了一种膨胀机和压缩机由一根轴联结的流体机械。在该专利文献所公开的流体机械中，在一个壳体内装入了作为压缩机的压缩机构、作为膨胀机的膨胀机构、以及联结二者的轴。在该流体机械中，在轴的内部形成有供油通路，贮存在壳体底部的润滑油通过供油通路供给压缩机构、膨胀机构。

专利文献3中公开了所谓的密闭型压缩机。在该密闭型压缩机中，压缩机构和电动机装在一个壳体内。在该密闭型压缩机中，在压缩机构的驱动轴上形成有供油通路，贮存在壳体底部的润滑油通过供油通路供给压缩机构。在该专利文献1的图6所示的冷冻装置中利用这种密闭型压缩机也是可行的。

《专利文献1》日本公开特许公报特开2000-241033号公报

《专利文献2》日本公开特许公报特开2005-299632号公报

《专利文献3》日本公开特许公报特开2005-002832号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，已知：作为设置在制冷剂回路中的压缩机，其构造是将压缩机构装入壳体内，将贮存在壳体内的润滑油供向压缩机构。而且，能够想到使膨胀机也成为这样的一种构造，即，将膨胀机构装入壳体内，将贮存在壳体内的润滑油供向膨胀机构。

在该专利文献1的图6所示那样的冷冻装置中，将分别具有壳体的压缩机和膨胀机设在制冷剂回路中，在压缩机中，利用壳体内的润滑油对压缩机构进行润滑，在膨胀机中利用其壳体内的润滑油对膨胀机构进行润滑，这是能够想到的。但是，在这样的构造的冷冻装置中，有可能出现以下不良现象，即润滑油偏多地存在于压缩机和膨胀机中之一方而导致烧伤等。

对这一问题进行详细的说明。在压缩机的运转过程中，供向压缩机构的润滑油有一部分与制冷剂一起从压缩机中喷出；在膨胀机的运转过程中，供向膨胀机构的润滑油有一部分与制冷剂一起从膨胀机中流出。也就是说，在包括压缩机和膨胀机这两种机械的冷冻装置的制冷剂回路中，从压缩机的壳体中流出的润滑油和从膨胀机的壳体中流出的润滑油与制冷剂一起进行循环。于是，若能够将相当于来自压缩机的流出量的润滑油送回压缩机的壳体内，将相当于来自膨胀机的流出量的润滑油送回膨胀机的壳体内，就能够确保压缩机和膨胀机这两种机械在其壳体内的润滑油的量。

然而，正确地设定在制冷剂回路内循环的润滑油中返回到压缩机和返回到膨胀机的润滑油的比例是一件相当困难的事情。也就是说，让相当于来自压缩机的流出量的润滑油返回压缩机，让相当于来自膨胀机的流出量的润滑油返回膨胀机，这实际上是做不到的。因此，在让冷冻装置运转的那段时间内，润滑油偏多地存在于压缩机和膨胀机中之一方，二者中壳体内的润滑油的量变少的一者中，就有可能因为润滑不良而出现烧伤等不良现象。

本发明正是为解决上述问题而研究开发出来的。其目的在于：在分别具备壳体的压缩机和膨胀机设在制冷剂回路中的冷冻装置中，确保其可靠性。

用以解决问题的技术方案

第一方面的发明以冷冻装置为对象，该冷冻装置，包括压缩机20和膨胀机30连接而成的制冷剂回路11，让制冷剂在该制冷剂回路11中循环而进行冷冻循环。在所述压缩机20中设有：将制冷剂吸入后进行压缩的压缩机构21、内装有该压缩机构21的压缩机壳体24以及将润滑油从该压缩机壳体24内的贮油腔27供向所述压缩机构21的供油机构22。在所述膨胀机30中设有：使已流入的制冷剂膨胀而产生动力的膨胀机构31、内装有该膨胀机构31的膨胀机壳体34以及将润滑油从该膨胀机壳体34内的贮油腔37供向所述膨胀机构31的供油机构32。所述压缩机壳体24与所述膨胀机壳体34中一个壳体的内压成为冷冻循环的高压，另一个壳体的内压成为冷冻循环的低压。该冷冻装置包括：油流通路径42，为使润滑油在所述压缩机壳体24内的贮油腔27和所述膨胀机壳体34内的贮油腔37之间移动，而将该压缩机壳体24和该膨胀机壳体34连接起来，以及调节机构50，用以调节所述油流通路径42中的润滑油的流通状态。

在第一方面的发明中，在制冷剂回路11中，制冷剂一边重复地依序进行压缩、冷凝、膨胀、蒸发各个过程一边进行循环。在压缩机20的运转过程中，供油机构22将润滑油从压缩机壳体24内的贮油腔27供向压缩机构21，已供向压缩机构21的润滑油有一部分与在压缩机构21中被压缩的制冷剂一起从压缩机20喷出。在膨胀机30的运转过程中，供油机构32将润滑油从膨胀机壳体34内的贮油腔37供给膨胀机构31，已供向膨胀机构31的润滑油有一部分与在膨胀机构31中膨胀的制冷剂一起被从膨胀机30送出。从压缩机20、膨胀机30流出的润滑油与制冷剂一起在制冷剂回路11内循环，返回压缩机20或者膨胀机30。

在该第一方面的发明中，压缩机壳体24内的贮油腔27和膨胀机壳体34内的贮油腔37通过油流通路径42相互连通。压缩机壳体24的内部空间与膨胀机壳体34的内部空间之间存在压力差。因此，润滑油在油流通管42中从压缩机壳体24内的贮油腔27与膨胀机壳体34内的贮油腔37中之一方流向另一方。润滑油在油流通管42中的流通状态由调节机构50调节。

第二方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，所述调节机构50包括油面检测器51和控制阀52，该油面检测器51对所述压缩机壳体24内的贮油腔27或者所述膨胀机壳体34内的贮油腔37的油面位置进行检测，该控制阀52设在所述油流通路径42中，且开度是根据所述油面检测器51的输出信号进行控制。

在第二方面的发明中，所述调节机构50包括油面检测器51和控制阀52。润滑油在压缩机壳体24中的贮存量与压缩机壳体24内的贮油腔27的油面高度相关；润滑油在膨胀机壳体34中的贮存量与膨胀机壳体34内的贮油腔37的油面高度相关。只要能够得知与压缩机壳体24内的贮油腔27、膨胀机壳体34内的贮油腔37中任一方中油面位置的信息，就能够根据该信息判断出在压缩机20和膨胀机30中是否出现了润滑油过不足的现象。在该发明中，由油面传感器51检测压缩机壳体24内的贮油腔27、膨胀机壳体34内的贮油腔37中任一方中油面的位置，再根据油面传感器51的输出信号控制控制阀52的开度，以控制油流通管42中润滑油的流量。

第三方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，所述压缩机构21，将已从所述压缩机壳体24的外部直接吸入的制冷剂压缩后，再朝着该压缩机壳体24内喷出。在所述制冷剂回路11中设有低压侧连通路80，使连接在所述压缩机20的吸入侧的管道与所述膨胀机壳体34的内部空间连通。

第四方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，所述压缩机构21，将已从所述压缩机壳体24的外部直接吸入的制冷剂压缩后，再朝着该压缩机壳体24内喷出。在所述制冷剂回路11中设有低压侧导入通路81和低压侧导出通路82，该设有低压侧导入通路81用以将朝着所述压缩机20的吸入侧流动的低压制冷剂的一部分或者全部导入所述膨胀机壳体34的内部空间，该低压侧导出通路82用以将低压制冷剂从所述膨胀机壳体34的内部空间导出后，再供向所述压缩机20。

在第三与第四方面的发明中，将已流入压缩机20的制冷剂直接吸入压缩机构21中。压缩机构21将已吸入的制冷剂压缩后，朝着压缩机壳体24内喷出。也就是说，已被压缩机构21压缩的制冷剂先暂时被喷向压缩机壳体24的内部空间，之后再被送出到压缩机壳体24的外部。压缩机壳体24的内压大致与从压缩机构21喷出的制冷剂的压力(也就是说，冷冻循环的高压)相等。

在第三方面的发明中，膨胀机壳体34的内部空间通过低压侧连通管80与连接在压缩机20的吸入侧的管道相连通。在第四方面的发明中，朝着压缩机20的吸入侧流动的低压制冷剂通过低压侧导入管81流入膨胀机壳体34的内部空间，之后通过低压侧导出管82被吸入压缩机20中。因此，在这两个方面的发明中，膨胀机壳体34的内压大致与被吸入压缩机20的制冷剂的压力(亦即冷冻循环的低压)相等。

就这样，在第三与第四方面的发明中，压缩机壳体24的内压比膨胀机壳体34的内压高。因此，在油流通管42中，润滑油从压缩机壳体24内的贮油腔27流向膨胀机壳体34内的贮油腔37。

第五方面的发明是这样的，在所述第四方面的发明中，由所述膨胀机构31驱动的发电机33装在所述膨胀机壳体34内，该发电机33将该膨胀机壳体34的内部空间隔开；所述低压侧导入通路81连接于所述膨胀机壳体34的内部空间中由所述发电机33隔开的一个空间，所述低压侧导出通路82连接于另一个空间。

在第五方面的发明中，发电机33装在膨胀机壳体34的内部空间中。在膨胀机构31从制冷剂回收的动力用于驱动发电机33。换句话说，在发电机33中，从制冷剂回收的动力被转换为电力。已通过低压侧导入管81流入膨胀机壳体34内的低压制冷剂，通过例如形成在发电机33本身的间隙、发电机33与膨胀机壳体34之间的间隙等，之后朝着低压侧导出管82流入。已与低压制冷剂一起流入膨胀机壳体34内的润滑油在通过发电机33的时间内与制冷剂分离，朝着膨胀机壳体34内的贮油腔37流去。

第六方面的发明是这样的，在上述第五方面的发明中，所述膨胀机壳体34的内部空间由所述发电机33上下隔开；所述低压侧导入通路81连接于所述膨胀机壳体34的内部空间中所述发电机33下侧的空间，所述低压侧导出通路82连接于所述发电机33上侧的空间。

在第六方面的发明中，已从低压侧导入管81流入膨胀机壳体34内的低压制冷剂从下往上通过发电机33。另一方面，在通过发电机33之际与制冷剂分离的润滑油靠重力从上往下流下去。

第七方面的发明是这样的，在上述第三或者第四方面的发明中，在所述制冷剂回路11中设有分油器70和回油通路71，该分油器70设置在所述膨胀机30的流出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路71用以将润滑油从该分油器70供向所述压缩机壳体24内。

在第七方面的发明中，在制冷剂回路11内与制冷剂一起流动的润滑油，在设在膨胀机30下游的分油器70中与制冷剂分离。在分油器70中已与制冷剂分离的润滑油通过回油通路71被送向压缩机壳体24的内部。压缩机壳体24内的润滑油有一部分通过油流通路径42被供向膨胀机壳体34内。也就是说，从膨胀机30、压缩机20流出，在制冷剂回路11中流动的润滑油先暂时被送回压缩机壳体24内，再被从压缩机壳体24内的贮油腔27分配给膨胀机30。

第八方面的发明是这样的，在上述第三或者第四方面的发明中，在所述制冷剂回路11中设有分油器70和回油通路72，该分油器70设置在所述膨胀机30的流出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路72用以将润滑油从该分油器70供向所述膨胀机壳体34内。

在第八方面的发明中，与制冷剂一起在制冷剂回路11中流动的润滑油，在设置在膨胀机30的下游的分油器70中与制冷剂分离。已在分油器70中与制冷剂分离的润滑油通过回油通路72被送向膨胀机壳体34的内部。也就是说，贮存在压缩机壳体24内的润滑油和在分油器70中与制冷剂分离的润滑油双方被供向膨胀机壳体34内的贮油腔37中。

第九方面的发明是这样的，在上述第三或者第四方面的发明中，包括油冷却用热交换器90，使在所述油流通路径42中流动的润滑油与被吸入所述压缩机20的低压制冷剂进行热交换而冷却。

在第九方面的发明中，在油冷却用热交换器90中，在上述油流通管42中流动的润滑油与被吸入压缩机20的低压制冷剂进行热交换。压缩机壳体24的内部空间被从压缩机构21喷出的高温高压制冷剂充满。因此，贮存在压缩机壳体24内的润滑油温度较高(例如80℃左右)。另一方面，被吸入压缩机20的低压制冷剂温度较低(例如5℃左右)。已从压缩机壳体24内的贮油腔27流入油流通管42的润滑油在通过油冷却用热交换器90的那段时间内与低压制冷剂进行热交换而被冷却，之后流向膨胀机壳体34内的贮油腔37中。

第十方面的发明是这样的，在上述第一方面的发明中，所述压缩机构21将已从所述压缩机壳体24内吸入的制冷剂压缩后，再朝着该压缩机壳体24的外部直接喷出。在所述制冷剂回路11中设有：高压侧连通路85、分油器60以及回油通路62，该高压侧连通路85使连接在所述压缩机20的喷出侧的管道与所述膨胀机壳体34的内部空间相连通，该分油器60设置在所述压缩机20的喷出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路62用以将润滑油从该分油器60供向所述膨胀机壳体34内。

第十一方面的发明是这样的，在上述第一方面的发明中，所述压缩机构21将已从所述压缩机壳体24内吸入的制冷剂压缩后，再朝着该压缩机壳体24的外部直接喷出。在所述制冷剂回路11中设有高压侧导入通路86和高压侧导出通路87，该高压侧导入通路86用以将从所述压缩机20喷出的高压制冷剂的一部分或者全部导入所述膨胀机壳体34的内部空间，该高压侧导出通路87用以将高压制冷剂从所述膨胀机壳体34的内部空间导出。

在第十及第十一方面的发明中，朝着压缩机20流来的低压制冷剂先暂时流入压缩机壳体24的内部空间，之后被吸入压缩机构21。压缩机构21对已吸入的制冷剂进行压缩后，直接向着压缩机壳体24的外部喷出。压缩机壳体24的内压大致等于压缩机构21吸入的制冷剂的压力(亦即，冷冻循环的低压)。

在第十方面的发明中，膨胀机壳体34的内部空间通过高压侧连通管85与连接在压缩机20的喷出侧的管道相连通。在第十一方面的发明中，从压缩机20喷出的高压制冷剂通过高压侧导入管86流入膨胀机壳体34的内部空间，之后通过高压侧导出管87从膨胀机壳体34流出去。因此，在这些方面的发明中，膨胀机壳体34的内压大致与从压缩机20喷出的制冷剂的压力(亦即冷冻循环的高压)相等。

这样，在第十及第十一方面的发明中，膨胀机壳体34的内压比压缩机壳体24的内压高。因此，在油流通管42中，润滑油从膨胀机壳体34内的贮油腔37流向压缩机壳体24内的贮油腔27。

在第十方面的发明中，在制冷剂回路11内与制冷剂一起流动的润滑油，在设在压缩机20下游的分油器60中与制冷剂分离。在分油器60中已与制冷剂分离的润滑油通过回油通路62被送向膨胀机壳体34的内部。膨胀机壳体34内的润滑油有一部分通过油流通路径42被供向压缩机壳体24内。也就是说，从膨胀机30、压缩机20流出，在制冷剂回路11内流动的润滑油先暂时被送回膨胀机壳体34内，然后才被从膨胀机壳体34内的贮油腔37分配给压缩机20。

第十二方面的发明是这样的，在上述第十一方面的发明中，由所述膨胀机构31驱动的发电机33装在所述膨胀机壳体34内，将该膨胀机壳体34的内部空间隔开。所述膨胀机壳体34中，所述高压侧导入通路86连接于由所述发电机33隔开的一个内部空间，所述高压侧导出通路87连接于另一个内部空间。

在第十二方面的发明中，发电机33装在膨胀机壳体34的内部空间中。在膨胀机构31从制冷剂回收的动力用于驱动发电机33。换句话说，在发电机33中，从制冷剂回收的动力被转换为电力。已通过高压侧导入管86流入膨胀机壳体34内的高压制冷剂，通过例如形成在发电机33本身的间隙、发电机33与膨胀机壳体34之间的间隙等，之后朝着高压侧导出管87流入。已与高压制冷剂一起流入膨胀机壳体34内的润滑油在通过发电机33的时间内与制冷剂分离，朝着膨胀机壳体34内的贮油腔37流去。

第十三发明的发明是这样的，在上述第十二方面的发明中，所述膨胀机壳体(34)的内部空间由所述发电机(33)上下隔开；

所述高压侧导入通路(86)连接于所述膨胀机壳体(34)的内部空间中所述发电机(33)下侧的空间，所述高压侧导出通路(87)连接于所述发电机(33)上侧的空间。

在第十三方面的发明中，已从高压侧导入管86流入膨胀机壳体34内的高压制冷剂从下往上通过发电机33。另一方面，在通过发电机33之际与制冷剂分离的润滑油靠重力从上往下流下去。

第十四方面的发明是这样的，在上述第三、第四或者第十一方面的发明中，在所述制冷剂回路11中设有分油器60和回油通路61，该分油器60设置在所述压缩机20的喷出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路61用以将润滑油从该分油器60供向所述压缩机壳体24内。

第十五方面的发明是这样的，在上述第三、第四或者第十一方面的发明中，在所述制冷剂回路11中设有分油器60和回油通路62，该分油器60设置在所述压缩机20的喷出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路62用以将润滑油从该分油器60供向所述膨胀机壳体34内。

在第十四及第十五方面的发明中，在制冷剂回路11内与制冷剂一起流动的润滑油，在设在压缩机20下游的分油器60中与制冷剂分离。也就是说，在这些方面的发明的分油器60中，与制冷剂一起从压缩机20喷出的润滑油与制冷剂分离。在第十四方面的发明中，已在分油器60中与制冷剂分离的润滑油通过回油通路61被送给压缩机壳体24的内部。在第十五方面的发明中，已在分油器60中与制冷剂分离的润滑油通过回油管62被送向膨胀机壳体34的内部。

第十六方面的发明是这样的，在上述第三、第四或者第十一方面的发明中，在所述制冷剂回路11中设有分油器75和回油通路77，该分油器75设置在所述压缩机20的吸入侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路77用以将润滑油从该分油器75供向所述膨胀机壳体34内。

在第十六方面的发明中，在制冷剂回路11内与制冷剂一起流动的润滑油，在设在压缩机20上游的分油器75中与制冷剂分离。已在分油器75中与制冷剂分离的润滑油通过回油管77被送向膨胀机壳体34的内部。

发明的效果

在本发明中，使压缩机壳体24的内压与膨胀机壳体34的内压不同，而且，用油流通管42将压缩机壳体24与膨胀机壳体34连接在一起。利用油流通管42，将润滑油从压缩机壳体24与膨胀机壳体34中内压高的一方供向内压低的一方。于是，即使在冷冻装置10的运转过程中润滑油偏多地存在于压缩机20与膨胀机30中之一方，也能够重新将润滑油分配给压缩机20和膨胀机30。结果是，能够充分地确保在压缩机壳体24和膨胀机壳体34各个壳体中的润滑油的贮存量，从而能够可靠地对压缩机构21、膨胀机构31进行润滑。因此，根据本发明，能够防止压缩机20、膨胀机30由于润滑不良而被损伤，从而能够确保冷冻装置10的可靠性。

在上述第二方面的发明中，上述压缩机壳体24内的贮油腔27或者膨胀机壳体34内的贮油腔37的油面位置由油面传感器51检测。因此，能够正确地检测出压缩机20和膨胀机30中润滑油的贮存量，从而能够进一步可靠地避免压缩机20、膨胀机30由于润滑油不足而损坏。

在上述第三方面的发明中，膨胀机壳体34通过低温侧连通路与制冷剂回路11中低压制冷剂朝着压缩机20流动的管道相连接。而且，在上述第四方面的发明中，朝着压缩机20的吸入侧的低压制冷剂通过膨胀机壳体34的内部空间。

这里，因为在制冷剂回路11中，吸热用热交换器设置在膨胀机30的下游，所以为确保制冷剂在该热交换器中的吸热量，优选尽量使从膨胀机30流出的制冷剂的焓低一些。另一方面，朝着压缩机20流动的低压制冷剂的温度也不会多么高。

在第三方面的发明中，因为膨胀机壳体34与制冷剂回路11中的低压制冷剂朝着压缩机20流动的管道相连通，所以膨胀机壳体34内的温度不会多么高。而且，在第四方面的发明中，因为温度较低的低压制冷剂通过膨胀机壳体34的内部空间，所以膨胀机壳体34内的温度不会多么高。因此，根据这些方面的发明，能够抑制侵入在膨胀机构31中膨胀的制冷剂的热量，从而能够将从膨胀机30流出的制冷剂的焓抑制得较低。结果是，能够充分地确保制冷剂在吸热用热交换器中的吸热量。

在上述第五及第六方面的发明中，将朝着压缩机20的吸入侧流动的低压制冷剂的一部分导入膨胀机壳体34的内部空间，再利用设置在那里的发电机33将润滑油和低压制冷剂分离开。这样就容易确保贮存在膨胀机壳体34内的润滑油的量。

在上述第五及第六方面的发明中，因为在膨胀机壳体34内低压制冷剂与润滑油分离，所以能够使与制冷剂一起被吸入压缩机构21的润滑油的量减少。因为压缩机构21在一次的吸入步骤中能够吸入的流体的体积已经决定好，所以若能够使与制冷剂一起被吸入压缩机构21的润滑油的量减少，就能够使被吸入压缩机构21的制冷剂的量增加，其制冷剂的增加量相当于润滑油的减少量。因此，根据这些方面的发明能够使压缩机20的性能充分地发挥出来。

在上述第六方面的发明中，已流入膨胀机壳体34内的低压制冷剂从下朝上通过发电机33，而且，通过发电机33之际与制冷剂分离的润滑油从上往下流下去。也就是说，在该方面的发明中，在膨胀机壳体34的内部空间，低压制冷剂的流动方向和与低压制冷剂分离的润滑油的流动方向相反。因此，根据该方面的发明，能够进一步可靠地减少与低压制冷剂分离的润滑油中再次与低压制冷剂一起流动并流入到低压侧导出管82的量。

在上述第七及第八方面的发明中，由设在膨胀机30下游的分油器70将润滑油聚集起来。因此，能够使在制冷剂回路11中从分油器70到压缩机20的流入侧这一部分流动的润滑油的量减少。在制冷剂回路11中从分油器70到压缩机20的部分设置有吸热用热交换器。因此，根据这些方面的发明，能够抑制润滑油阻碍吸热用热交换器中的制冷剂吸热，从而能够使该热交换器的性能充分地发挥出来。

在上述第九方面的发明中，因为压缩机壳体24内的润滑油在油冷却用热交换器90中被冷却后，被供向膨胀机壳体34内的贮油腔37。如上所述，在制冷剂回路11中，为确保制冷剂在吸热用热交换器中的吸热量，优选尽量使从膨胀机30流出的制冷剂的焓低一些。在该方面的发明中，因为压缩机壳体24内的润滑油被冷却后，朝着膨胀机壳体34内流入，因此能够抑制侵入到在膨胀机构31中膨胀的制冷剂的热量。因此，根据该方面的发明，能够将从膨胀机30流出的制冷剂的焓控制得很低，从而能够充分地确保制冷剂在吸热用热交换器中的吸热量。

在上述第十、第十四以及第十五方面的发明中，由设在膨胀机30下游的分油器60将润滑油聚集起来。因此，能够使在制冷剂回路11中从分油器60到膨胀机30的流入侧这一部分流动的润滑油的量减少。在制冷剂回路11中从分油器60到膨胀机30的部分设置有放热用热交换器。因此，根据该方面的发明，能够抑制润滑油阻碍制冷剂在放热用热交换器中放热，从而能够使该热交换器的性能充分地发挥出来。

在上述第十二及第十三方面的发明中，将从压缩机20喷出的高压制冷剂的一部分导入膨胀机壳体34的内部空间，再利用设置在那里的发电机33将润滑油和高压制冷剂分离开。因此，能够在膨胀机壳体34内将从压缩机20与高压制冷剂一起喷出的润滑油聚集起来，从而能够确保贮存在膨胀机壳体34内的润滑油的量。

在上述第十二及第十三方面的发明中，因为在膨胀机壳体34内高压制冷剂与润滑油分离，所以能够使通过高压侧导出管87与高压制冷剂一起从膨胀机壳体34流出的润滑油的量减少。因此，与上述第十方面的发明一样，根据这些方面的发明，能够抑制润滑油阻碍制冷剂在放热用热交换器中放热，从而能够使该热交换器的性能充分地发挥出来。

在上述第十三方面的发明中，已流入膨胀机壳体34内的高压制冷剂从下朝上通过发电机33，而且，通过发电机33之际与制冷剂分离的润滑油从上往下流下去。也就是说，在该方面的发明中，在膨胀机壳体34的内部空间，高压制冷剂的流动方向和与高压制冷剂分离的润滑油的流动方向相反。因此，根据该方面的发明，能够进一步可靠地减少与高压制冷剂分离的润滑油中再次与高压制冷剂一起流动并流入到高压侧导出管87的量。

在上述第十六方面的发明中，因为在设置在压缩机20的上游的分油器75中将润滑油聚集起来，所以能够使与制冷剂一起被吸入压缩机构21的润滑油的量减少。因此，与上述第五及第六方面的发明一样，根据该方面的发明，也能够使压缩机20的性能充分地发挥出来。

附图的简单说明

图1是显示第一实施方式中的制冷剂回路的构成和制冷运转过程中制冷剂的流动情况的制冷剂回路图。

图2是显示第一实施方式中的制冷剂回路的构成和制暖运转过程中制冷剂的流动情况的制冷剂回路图。

图3是第一实施方式的制冷剂回路的主要部分的放大图。

图4是制冷剂回路图，显示第一实施方式的变形例1中的制冷剂回路的构成。

图5是制冷剂回路图，显示第一实施方式的变形例2中的制冷剂回路的构成。

图6是制冷剂回路图，显示第一实施方式的变形例3中的制冷剂回路的构成。

图7是制冷剂回路图，显示第一实施方式的变形例4中的制冷剂回路的构成。

图8是制冷剂回路图，显示第一实施方式的变形例5中的制冷剂回路的构成。

图9是显示第二实施方式中制冷剂回路的构成的制冷剂回路图。

图10是第二实施方式中制冷剂回路的主要部分的放大图。

图11是制冷剂回路图，显示第二实施方式的变形例1中的制冷剂回路的构成。

图12是制冷剂回路图，显示第二实施方式的变形例2中的制冷剂回路的构成。

图13是制冷剂回路图，显示第二实施方式的变形例3中的制冷剂回路的构成。

图14是制冷剂回路图，显示第二实施方式的变形例4中的制冷剂回路的构成。

图15是制冷剂回路图，显示第二实施方式的变形例5中的制冷剂回路的构成。

图16是显示第三实施方式中的制冷剂回路的构成的制冷剂回路图。

图17是第三实施方式中的制冷剂回路的主要部分的放大图。

图18是制冷剂回路图，显示第三实施方式的变形例1中的制冷剂回路的构成。

图19是制冷剂回路图，显示第三实施方式的变形例2中的制冷剂回路的构成。

图20是制冷剂回路图，显示第三实施方式的变形例3中的制冷剂回路的构成。

图21是制冷剂回路图，显示第三实施方式的变形例4中的制冷剂回路的构成。

图22是制冷剂回路图，显示第三实施方式的变形例5中的制冷剂回路的构成。

图23是显示第四实施方式中的制冷剂回路的构成的制冷剂回路图。

图24是第四实施方式的制冷剂回路的主要部分的放大图。

图25是显示第五实施方式中的制冷剂回路的构成的制冷剂回路图。

图26是第五实施方式的制冷剂回路的主要部分的放大图。

图27是制冷剂回路图，显示第五实施方式的变形例1中的制冷剂回路的构成。

图28是制冷剂回路图，显示第五实施方式的变形例2中的制冷剂回路的构成。

图29是制冷剂回路图，显示第五实施方式的变形例3中的制冷剂回路的构成。

图30是显示第六实施方式中的制冷剂回路的构成的制冷剂回路图。

图31是第六实施方式的制冷剂回路的主要部分的放大图。

图32是制冷剂回路图，显示第六实施方式的变形例1中的制冷剂回路的构成。

图33是制冷剂回路图，显示第六实施方式的变形例2中的制冷剂回路的构成。

图34是制冷剂回路图，显示第六实施方式的变形例3中的制冷剂回路的构成。

图35是制冷剂回路图，显示其它实施方式的第1变形例中的制冷剂回路的构成。

图36是制冷剂回路图，显示其它实施方式的第2变形例中的制冷剂回路的构成。

图37是制冷剂回路图，显示其它实施方式的第2变形例中的制冷剂回路的构成。

图38是制冷剂回路图，显示其它实施方式的第3变形例中的制冷剂回路的构成。

图39是制冷剂回路图，显示其它实施方式的第4变形例中的制冷剂回路的构成。

符号的说明

10    空调机(冷冻装置)

11    制冷剂回路

20    压缩机

21    压缩机构

22    驱动轴(供油机构)

24    压缩机壳体

27    贮油腔

30    膨胀机

31    膨胀机构

32    输出轴(供油机构)

33    发电机

34    膨胀机壳体

37    贮油腔

42    油流通管(油流通路径)

50    调节机构

51    油面传感器(油面检测器)

52    油量调节阀(控制阀)

60    分油器

61    回油管(回油通路)

62    回油管(回油通路)

70    分油器

71    回油管(回油通路)

72    回油管(回油通路)

75    分油器

77    回油管(回油通路)

80    低压侧连通管(低压侧连通路)

81    低压侧导入管(低压侧导入通路)

82    低压侧导出管(低压侧导出通路)

85    高压侧连通管(高压侧连通路)

86    高压侧导入管(高压侧导入通路)

87    高压侧导出管(高压侧导出通路)

90    油冷却用热交换器

具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的实施方式。

(发明的第一实施方式)

对本发明的第一实施方式进行说明。该实施方式是由本发明所涉及的冷冻装置构成的空调机10。

如图1和图2所示，该实施方式中的空调机10具备制冷剂回路11。在制冷剂回路11中，压缩机20、膨胀机30、室外热交换器14、室内热交换器15、第1四通换向阀12以及第2四通换向阀13连接起来。该制冷剂回路11中充填有二氧化碳CO2作制冷剂。压缩机20和膨胀机30大致布置在同一个高度。

对制冷剂回路11的构成进行说明。压缩机20的喷出管26连接在第1四通换向阀12的第一通口上，吸入管25连接在第1四通换向阀12的第二通口上。膨胀机30的流出管36连接在第2四通换向阀13的第一通口上，流入管35连接在第2四通换向阀13的第二通口上。室外热交换器14的一端连接在第1四通换向阀12的第三通口上，另一端连接在第2四通换向阀13的第四通口上。室内热交换器15的一端连接在第2四通换向阀13的第三通口上，另一端连接在第1四通换向阀12的第四通口上。

低压侧连通管80设在制冷剂回路11中。低压侧连通管80的一端连接在将压缩机20的吸入管25和第1四通换向阀12的第二通口连接起来的管道上，低压侧连通管80的另一端连接在膨胀机30上。该低压侧连通管80构成低压侧连通路。

室外热交换器14是让制冷剂与室外空气进行热交换的空气热交换器；室内热交换器15是让制冷剂与室内空气进行热交换的空气热交换器。所构成的第1四通换向阀12和第2四通换向阀13分别在第一通口和第三通口相通且第二通口和第四通口相通的状态(图1所示的状态)、第一通口和第四通口相通且第二通口和第三通口相通的状态(图2所示的状态)之间进行切换。

也如图3所示，压缩机20是所谓的高压拱顶式全密闭型压缩机。该压缩机20具有形成为纵高的圆筒形状的压缩机壳体24。压缩机构21、电动机23以及驱动轴22装在压缩机壳体24的内部。压缩机构21构成所谓的旋转式容积型流体机械。电动机23布置在压缩机壳体24内压缩机构21的上方。以在上下方向上延伸的姿势布置好驱动轴22，将压缩机构21和电动机23联结起来。

吸入管25和喷出管26设在压缩机壳体24上。吸入管25穿过压缩机壳体24的躯体部的下端附近，其终端直接联结在压缩机构21上。喷出管26穿过压缩机壳体24的顶部，其始端位于压缩机壳体24内电动机23上侧的空间。压缩机构21对从吸入管25吸入的制冷剂进行压缩并将它喷到压缩机壳体24内。

作为润滑油的冷冻机油贮存在压缩机壳体24的底部。也就是说，在压缩机壳体24内形成有贮油腔27。

驱动轴22构成将冷冻机油从贮油腔27供向压缩机构21的供油机构。虽然未示，在驱动轴22内部形成有沿着轴向延伸的供油通路。该供油通路位于驱动轴22的下端，同时构成所谓的离心泵。驱动轴22的下端部成为浸渍在贮油腔27中的状态。驱动轴22一旋转，冷冻机油就会在离心泵的作用下被从贮油腔27吸入供油通路。被吸入供油通路的冷冻机油被供向压缩机构21，用于对压缩机构21进行润滑。

膨胀机30具有形成为纵高的圆筒形状的膨胀机壳体34。膨胀机构31、发电机33以及输出轴32装在膨胀机壳体34内部。膨胀机构31构成所谓的旋转式容积型流体机械。发电机33布置在膨胀机壳体34内膨胀机构31的下方。以在上下方向上延伸的姿势布置好输出轴32，将膨胀机构31和发电机33联结在一起。

流入管35和流出管36设在膨胀机壳体34上。流入管35和流出管36都穿过膨胀机壳体34的躯干部的上端附近。流入管35的终端直接联结在膨胀机构31上；流出管36的始端直接联结在膨胀机构31上。膨胀机构31使通过流入管35流入的制冷剂膨胀，并将膨胀后的制冷剂送出给流出管36。也就是说，通过膨胀机30的制冷剂仅通过膨胀机构31，却不流向膨胀机壳体34的内部空间。

作为润滑油的冷冻机油贮存在膨胀机壳体34的底部。也就是说，在膨胀机壳体34内形成有贮油腔37。

输出轴32构成将冷冻机油从贮油腔37供向膨胀机构31的供油机构。虽然未示，在输出轴32内部形成有沿着轴向延伸的供油通路。该供油通路位于输出轴32的下端，同时构成所谓的离心泵。输出轴32的下端部成为浸渍在贮油腔37中的状态。输出轴32一旋转，冷冻机油就会在离心泵的作用下被从贮油腔37吸入供油通路。已吸入供油通路的冷冻机油被供向膨胀机构31，用于对膨胀机构31进行润滑。

低压侧连通管80连接在膨胀机壳体34上。低压侧连通管80的端部位于膨胀机壳体34的内部空间中膨胀机构31与发电机33之间的部分。膨胀机壳体34的内部空间通过低压侧连通管80与连接在压缩机20的吸入管25上的管道连通。

油流通管42设在压缩机壳体24和膨胀机壳体34之间。该油流通管42构成油流通路径。油流通管42的一端连接在压缩机壳体24侧面的下部，油流通管42的一端在比驱动轴22的下端高出一规定值的位置上位于压缩机壳体24的内部空间。在正常的运转状态下压缩机壳体24内的贮油腔27的油面位于油流通管42的一端之上。另一方面，油流通管42的另一端连接在膨胀机壳体34侧面的下部，油流通管42的另一端在比输出轴32的下端高出一规定值的位置上位于膨胀机壳体34的内部空间。在正常的运转状态下膨胀机壳体34内的贮油腔37的油面位于油流通管42的另一端之上。

油量调节阀52设在油流通管42上。油量调节阀52是根据来自外部的信号开、关的电磁阀。油面传感器51装在膨胀机壳体34内部。油面传感器51对膨胀机壳体34内的贮油腔37的油面高度进行检测，构成油面检测器。冷冻装置中设有控制器53。该控制器53构成根据油面传感器51的输出信号控制油量调节阀52的控制机构。

在该实施方式中，用以调节冷冻机油在油流通管42中的流通状态的调节机构50由油量调节阀52、油面传感器51以及控制器53构成。油量调节阀52构成根据油面传感器51的输出而被操作的控制阀。

-运转动作-

对上述空调机10的动作进行说明。这里，说明空调机10进行制冷运转和制暖运转时的动作，接着再说明调节压缩机20和膨胀机30的油量的动作。

(制冷运转)

在进行制冷运转时，第1四通换向阀12和第2四通换向阀13被设定为图1所示的状态，制冷剂在制冷剂回路11中循环而进行蒸气压缩冷冻循环。在该制冷剂回路11中进行的冷冻循环，其高压被设定在比制冷剂即二氧化碳的临界压力还高的值上。

在压缩机20中，压缩机构21由电动机23驱动旋转，压缩机构21对从吸入管25吸入的制冷剂进行压缩后，喷向压缩机壳体24内。压缩机壳体24内的高压制冷剂通过喷出管26从压缩机20喷出。从压缩机20喷出的制冷剂被送给室外热交换器14，朝着室外空气放热。已在室外热交换器14中放热的高压制冷剂流入膨胀机30。

在膨胀机30中，已通过流入管35流入膨胀机构31的高压制冷剂膨胀，发电机33由此被驱动旋转。在发电机33中产生的电力供向压缩机20的电动机23。已在膨胀机构31中膨胀的制冷剂通过流出管36从膨胀机30送出来。从膨胀机30送出的制冷剂被送向室内热交换器15。在室内热交换器15中，已流入的制冷剂从室内空气吸热而蒸发，室内空气被冷却。从室内热交换器15出来的低压制冷剂流入压缩机20的吸入管25。

(制暖运转)

在进行制暖运转时，第1四通换向阀12和第2四通换向阀13被设定为图2所示的状态，制冷剂在制冷剂回路11中循环而进行蒸气压缩冷冻循环。与进行制冷运转时一样，在该制冷剂回路11中进行的冷冻循环，其高压被设定在比制冷剂即二氧化碳的临界压力还高的值上。

在压缩机20中，压缩机构21由电动机23驱动旋转，压缩机构21对从吸入管25吸入的制冷剂进行压缩后，喷向压缩机壳体24内。压缩机壳体24内的高压制冷剂通过喷出管26从压缩机20喷出。从压缩机20喷出的制冷剂被送给室内热交换器15。在室内热交换器15中，已流入的制冷剂朝着室内空气放热，室内空气被加热。已在室内热交换器15中放热的高压制冷剂流入膨胀机30。

在膨胀机30中，已通过流入管35流入膨胀机构31的高压制冷剂膨胀，发电机33由此被驱动旋转。在发电机33中产生的电力供向压缩机20的电动机23。已在膨胀机构31中膨胀的制冷剂通过流出管36从膨胀机30送出来。从膨胀机30送出的制冷剂被送向室外热交换器14。在室外热交换器14中，已流入的制冷剂从室外空气吸热而蒸发。从室外热交换器14出来的低压制冷剂流入压缩机20的吸入管25。

(油量调节动作)

首先，在压缩机20的运转过程中，冷冻机油被从压缩机壳体24内的贮油腔27供向压缩机构21。已供向压缩机构21的冷冻机油用于润滑压缩机构21，冷冻机油的一部分与压缩后的制冷剂一起喷向压缩机壳体24的内部空间。与制冷剂一起从压缩机构21喷出的冷冻机油在通过形成在电动机23的转子和定子之间的间隙、形成在定子和压缩机壳体24之间的间隙等时有一部分与制冷剂分离。在压缩机壳体24内已与制冷剂分离的冷冻机油朝着贮油腔27流下去。另一方面，没有与制冷剂分离的冷冻机油与制冷剂一起通过喷出管26朝着压缩机20的外部流出去。

在膨胀机30的运转过程中，冷冻机油被从膨胀机壳体34内的贮油腔37供向膨胀机构31。已供向膨胀机构31的冷冻机油用于润滑膨胀机构31，但冷冻机油有一部分与膨胀后的制冷剂一起被从膨胀机构31送出。被从膨胀机构31送出的冷冻机油通过流出管36朝着膨胀机30的外部流出去。

这样一来，在空调机10的运转过程中，冷冻机油从压缩机20、膨胀机30流出去。从压缩机20、膨胀机30流出的冷冻机油与制冷剂一起在制冷剂回路11内循环后，再次返回压缩机20、膨胀机30中来。

在压缩机20中，在制冷剂回路11内流动的冷冻机油与制冷剂一起通过吸入管25后，被吸入压缩机构21中。已从吸入管25吸入压缩机构21中的冷冻机油与压缩后的制冷剂一起被喷向压缩机壳体24的内部空间。如上所述，与制冷剂一起从压缩机构21喷出的冷冻机油有一部分在流过压缩机壳体24的内部空间时与制冷剂分离，返回贮油腔27。也就是说，在压缩机20的运转过程中，压缩机壳体24内的冷冻机油从喷出管26流出，同时已从吸入管25吸入压缩机构21的冷冻机油返回到压缩机壳体24内的贮油腔27中来。因此，在压缩机20中确保了压缩机壳体24内的冷冻机油的贮存量。

另一方面，在膨胀机30中，也是在制冷剂回路11内流动的冷冻机油与制冷剂一起通过流入管35后，流入膨胀机构31。但是，在膨胀机构31中已膨胀的制冷剂通过流出管36后，直接被朝着膨胀机壳体34的外部送出。因此，已与制冷剂一起流入膨胀机构31的冷冻机油被从流出管36朝着膨胀机壳体34的外部直接送出。也就是说，在膨胀机30中，虽然在制冷剂回路11内流动的冷冻机油流入膨胀机构31，但是该制冷剂在不返回膨胀机壳体34内的贮油腔37的情况下，被从膨胀机壳体34送出。而且，在膨胀机30中，从膨胀机壳体34内的贮油腔37供向膨胀机构31的冷冻机油与制冷剂一起被从膨胀机30送出。因此，在膨胀机30的运转过程中，贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机油的量是逐渐减少的。

若膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量减少，则贮油腔37的油面位置会伴随于此而下降。当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出贮油腔37的油面位置已下降到某一程度以下时，就将油量调节阀52打开。油量调节阀52一打开，则压缩机壳体24内的贮油腔27和膨胀机壳体34内的贮油腔37就相互连通了。

如上所述，在压缩机20中，已由压缩机构21压缩的制冷剂朝着压缩机壳体24的内部空间喷出。因此，压缩机壳体24的内压与从压缩机构21喷出的制冷剂的压力(也就是说，冷冻循环的高压)大致相等。另一方面，在膨胀机30中，低压侧连通管80连接在膨胀机壳体34上，膨胀机壳体34的内部空间与连接在压缩机20的吸入管25上的管道连通。因此，膨胀机壳体34的内压与吸入压缩机20的制冷剂的压力(亦即冷冻循环的低压)大致相等。

这样一来，压缩机壳体24的内压便比膨胀机壳体34的内压高。因此，在打开油量调节阀52的状态下，在油流通管42中流动的冷冻机油从压缩机壳体24内的贮油腔27朝着膨胀机壳体34内的贮油腔37流去。而且，当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出贮油腔37的油面位置上升到某一程度以上时，就将油量调节阀52关闭。

-第一实施方式的效果-

在该实施方式中，将压缩机壳体24内的内压设定得比膨胀机壳体34内的内压高，而通过油流通管42将冷冻机油从压缩机壳体24内的贮油腔27供向膨胀机壳体34内的贮油腔37。因此，即使在空调机10的运转过程中出现了冷冻机油偏多地存在于压缩机20的状态，也能够通过油流通管42将冷冻机油从冷冻机油过剩的压缩机20供向冷冻机油不足的膨胀机30中。结果是，能够充分地确保在压缩机壳体24和膨胀机壳体34各个壳体中的冷冻机油的贮存量，从而能够可靠地对压缩机构21、膨胀机构31进行润滑。因此，根据该实施方式，能够防止压缩机20、膨胀机30由于润滑不良而被损坏，从而能够确保空调机10的可靠性。

这里，在制冷剂回路11中，起蒸发器作用的热交换器位于膨胀机30的下游。为确保制冷剂在起蒸发器作用的热交换器中的吸热量，优选尽量使从膨胀机30流出的制冷剂的焓低一些。另一方面，被吸入压缩机构21以前的制冷剂的温度比在压缩机构21中压缩后的制冷剂低。

在该实施方式中，膨胀机壳体34通过低压侧连通管80连接在被吸入压缩机20的低压制冷剂在流动的管道上。因为该低压制冷剂的温度较低，所以膨胀机壳体34内的温度也不会变得多么高。因此，能够抑制侵入在膨胀机构31中膨胀的制冷剂的热量，也就能够将从膨胀机30流出的制冷剂的焓控制在较低的值上。因此，根据该实施方式，能够充分地确保制冷剂在起蒸发器作用的热交换器中的吸热量。

-第一实施方式的变形例1-

在该实施方式中，可以在制冷剂回路11中追加上分油器60和回油管62。这里仅对该变形例中的空调机10与图1、图2所示的空调机10的不同之处进行说明。

如图4所示，分油器60布置在压缩机20的喷出侧。该分油器60对从压缩机20喷出的制冷剂与冷冻机油加以分离。具体而言，分油器60包括形成为纵高的圆筒形状的密闭容器的主体部件65。该主体部件65上设有入口管66和出口管67。入口管66从主体部件65朝着横向突出，穿过主体部件65的侧壁部的上部。出口管67从主体部件65朝着上方突出，穿过主体部件65的顶部。分油器60的入口管66连接在压缩机20的喷出管26上，出口管67连接在第1四通换向阀12的第一通口上。

回油管62将分油器60和膨胀机30连接起来，形成回油通路。回油管62的一端连接在分油器60的主体部件65的底部，回油管62的另一端连接在膨胀机壳体34的底部。在回油管61的中途设有用以将冷冻机油减压的毛细管63。分油器60的主体部件65的内部空间通过回油管62与膨胀机壳体34内的贮油腔37连通。

对在该变形例中的空调机10所进行的油量调节动作进行说明。

与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油流入分油器60，与制冷剂分离后，贮存在主体部件65的底部。贮存在主体部件65的冷冻机油流入回油管62，在毛细管63中被减压后，供向膨胀机壳体34内的贮油腔37。另一方面，与制冷剂一起从膨胀机30流出的冷冻机油在制冷剂回路11中与制冷剂一起流动后，被吸入压缩机20的压缩机构21中。被吸入压缩机构21的冷冻机油与压缩后的制冷剂一起喷向压缩机壳体24的内部空间，有一部分朝着压缩机壳体24内的贮油腔27流下去。

这样一来，在该变形例中，从压缩机20流出的冷冻机油通过分油器60和回油管62被供向膨胀机壳体34内，另一方面，从膨胀机30流出的冷冻机油被供向压缩机壳体24内，有一部分通过油流通管42被送回膨胀机壳体34内的贮油腔37中。

-第一实施方式的变形例2-

在上述变形例中的制冷剂回路11中，可以将分油器60连接在压缩机壳体24上，而不是连接在膨胀机壳体34上。这里，仅对该变形例中的空调机10与上述变形例1的不同之处进行说明。

如图5所示，在该变形例的制冷剂回路11中，分油器60的主体部件65和压缩机壳体24由回油管61连接起来。回油管61的一端连接在分油器60的主体部件65的底部，另一端连接在压缩机壳体24的底部。该回油管61构成让分油器60的主体部件65和压缩机壳体24内的贮油腔27连通的回油通路。

在该变形例的制冷剂回路11中，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油在分油器60与制冷剂分离，之后，通过回油管61被返送给压缩机壳体24内的贮油腔27。而且，与制冷剂一起从膨胀机30流出的冷冻机油被吸入压缩机20的压缩机构21中，有一部分朝着压缩机壳体24内的贮油腔27流下去。也就是说，在该变形例中，从压缩机20流出的冷冻机油和从膨胀机30流出的冷冻机油双方暂时先被聚集在压缩机壳体24内的贮油腔27内，之后冷冻机油才被从压缩机壳体24内的贮油腔27向着膨胀机壳体34内的贮油腔37分配。

-第一实施方式的变形例3-

在该实施方式中，可以追加上分油器75和回油管77而构成的。这里，仅对该变形例中的空调机10与图1、图2所示的空调机的不同之处进行说明。

如图6所示，分油器75布置在压缩机20的吸入侧。该分油器75本身的结构与上述变形例1的分油器60的结构一样。也就是说，该分油器75包括主体部件65、入口管66和出口管67。分油器75的入口管66连接第1四通换向阀12的第二通口上，出口管67连接在压缩机20的吸入管25上。

回油管77将分油器75和膨胀机壳体34连接起来，形成回油通路。回油管77的一端连接在分油器75的主体部件65的底部；回油管77的另一端连接在膨胀机壳体34的底部。分油器75的主体部件65的内部空间通过回油管77与膨胀机壳体34内的贮油腔37连通。

在该变形例的制冷剂回路11中，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油在制冷剂回路11内流动后，从膨胀机30的流入管35流入膨胀机构31。已流入膨胀机构31中的冷冻机油与从膨胀机壳体34内的贮油腔37供向膨胀机构31的冷冻机油一起通过流出管36从膨胀机30流出。从膨胀机构31流出的冷冻机油与制冷剂一起在制冷剂回路11内流动后，流入分油器75中。

已流入分油器75的主体部件65内的冷冻机油有一部分与制冷剂分离后，贮存在主体部件65内的底部。贮存在主体部件65内的冷冻机油通过回油管77被供向膨胀机壳体34内的贮油腔37。另一方面，在分油器75内的制冷剂与剩下的冷冻机油一起通过压缩机20的吸入管25流入压缩机壳体24内。

在该变形例中，利用布置在压缩机20的吸入侧的分油器75将冷冻机油聚集起来。因此，能够使与制冷剂一起流入压缩机壳体24内的冷冻机油的量减少。也就是说，能够使被吸入压缩机构21的冷冻机油的量减少。因为压缩机构21在一次的吸入步骤中能够吸入的流体的体积已经决定好，所以若能够使与制冷剂一起被吸入压缩机构21的润滑油的量减少，就能够使被吸入压缩机构21的制冷剂的量增加，其制冷剂的增加量相当于润滑油的减少量。因此，根据该变形例能够使压缩机20的性能充分地发挥出来。

-第一实施方式的变形例4-

在该实施方式中，可以在制冷剂回路11中追加上分油器70和回油管72。这里仅对该变形例中的空调机10与图1、图2所示的空调机10的不同之处进行说明。

如图7所示，分油器70设在膨胀机30的流出侧。该分油器70本身的结构与上述变形例1的分油器60的结构一样。也就是说，该分油器70包括主体部件65、入口管66和出口管67。分油器70的入口管66连接在膨胀机30的流出管36上，出口管67连接在第2四通换向阀13的第一通口上。

回油管72将分油器70和膨胀机壳体34连接起来。回油管72的一端连接在分油器70的主体部件65的底部；分油器70的另一端连接在膨胀机壳体34的底部。该回油管72构成使分油器70的主体部件65与膨胀机壳体34内的贮油腔37连通的回油通路。

在该变形例的制冷剂回路11中，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油在制冷剂回路11内流动后，从膨胀机30的流入管35流入膨胀机构31。已流入膨胀机构31中的冷冻机油与从膨胀机壳体34内的贮油腔37供向膨胀机构31的冷冻机油一起通过流出管36从膨胀机30流出去。

从膨胀机30流出的冷冻机油与膨胀后的气液二相状态的制冷剂一起流入分油器70的主体部件65内。在主体部件65内部，在其下部贮存有液体制冷剂和冷冻机油的混合物，在上部贮存有气体制冷剂。而且，在该制冷剂回路11中所用的冷冻机油的比重比液体制冷剂的比重大。因此，在主体部件65内的液体贮存处，越是底层，冷冻机油所占的比例越高，越是上层，液体制冷剂所占的比例越高。

如上所述，回油管72连接在主体部件65的底部。存在于主体部件65内的液体贮存处的底层的冷冻机油通过回油管72被供向膨胀机壳体34内的贮油腔37中。另一方面，分油器70的出口管67成为其下端部浸渍在主体部件65内的液体贮存处的状态。存在于主体部件65的液体贮存处的上层的液体制冷剂通过出口管67从主体部件65流出，当正在进行制冷运转时，该液体制冷剂被供给室内热交换器15；当正在进行制暖运转时，该液体制冷剂被供给室外热交换器14。

-第一实施方式的变形例5-

在上述变形例4的制冷剂回路11中，可以将分油器70连接在压缩机20的吸入侧，而不是连接在膨胀机壳体34上。这里仅对该变形例中的空调机10与上述变形例4的不同之处进行说明。

如图8所示，在该变形例的制冷剂回路11中，分油器70的主体部件65和压缩机20的吸入管25由回油管71连接起来。回油管71的一端连接在分油器70的主体部件65的底部，回油管71的另一端连接在将压缩机20的吸入管25和第1四通换向阀12的第二通口连接起来的管道上。该回油管71将分油器70和压缩机20的吸入管25连接在一起，形成回油通路。

贮存在分油器70的主体部件65内的冷冻机油通过回油管71流入压缩机20的吸入侧，与制冷剂一起通过吸入管25后，被吸入压缩机构21中。已被吸入压缩机构21的冷冻机油与压缩后的制冷剂一起被喷向压缩机壳体24的内部空间，有一部分朝着压缩机壳体24内的贮油腔27流下去。也就是说，在该变形例中，从压缩机20流出的冷冻机油和从膨胀机30流出的冷冻机油双方暂时先被聚集在压缩机壳体24内的贮油腔27内，之后冷冻机油才被从压缩机壳体24内的贮油腔27向膨胀机壳体34内的贮油腔37分配。

(发明的第二实施方式)

对本发明的第二实施方式进行说明。该实施方式中的空调机10是对所述第一实施方式中的制冷剂回路11的构成进行改变后而得到的。这里，对该实施方式中的空调机10与所述第一实施方式的不同之处进行说明。

如图9和图10所示，在该实施方式的制冷剂回路11中设有低压侧导入管81和低压侧导出管82。在该制冷剂回路11中，省略了上述第一实施方式中的低压侧连通管80。

低压侧导入管81构成低压侧导入通路。低压侧导入管81的始端连接在将压缩机20的吸入管25和第1四通换向阀12的第二通口连接起来的管道上，低压侧导入管81的终端连接在膨胀机壳体34上。该低压侧导入管81的终端位于膨胀机壳体34的内部空间发电机33下侧的部分。

低压侧导出管82构成低压侧导出通路。低压侧导出管82的始端连接在膨胀机壳体34上，该低压侧导出管82的始端位于膨胀机壳体34的内部空间中膨胀机构31和发电机33之间的部分。低压侧导出管82的另一端连接在将压缩机20的吸入管25和第1四通换向阀12的第二通口连接起来的管道中比低压侧导入管81的连接处还要靠近压缩机20的位置上。

-运转动作-

在该实施方式中的制冷剂回路11中进行的制冷运转过程中和制暖运转过程中的动作，除了通过第1四通换向阀12被吸向压缩机20的制冷剂的流通路径以外，其它地方都与在所述第一实施方式的制冷剂回路11中进行的动作一样。

在该实施方式中，从室外热交换器14和室内热交换器15中成为蒸发器之一方流出的制冷剂，有一部分经由膨胀机壳体34被吸入压缩机20中，剩下的被直接吸入压缩机20中。

具体而言，已通过了第1四通换向阀12的低压制冷剂有一部分通过低压侧导入管81流入膨胀机壳体34内。已流入膨胀机壳体34内的低压制冷剂从下往上通过形成在发电机33的转子和定子之间的间隙、形成在定子和膨胀机壳体34之间的间隙等。此时，与低压制冷剂一起流入膨胀机壳体34内的冷冻机油与制冷剂分离。在膨胀机壳体34内与制冷剂分离的冷冻机油朝着贮油腔37流下去。已通过了发电机33的低压制冷剂流入低压侧导出管82，与从第1四通换向阀12直接朝着压缩机20流去的制冷剂合流后，被吸入压缩机20中。

-第二实施方式的效果-

根据该实施方式能够收到与上述第一实施方式一样的效果。而且，在该实施方式中，因为朝着压缩机20流动的低压制冷剂的一部分通过膨胀机壳体34后被吸入压缩机20中，所以能够使与制冷剂一起被吸入压缩机20的冷冻机油的量减少。因此，与上述第一实施方式的变形例3的情况一样，根据该实施方式因为确保了被吸入压缩机构21的制冷剂的量，所以能够使压缩机20的性能充分地发挥出来。

这里，在不同的运转条件下，有时候，液体制冷剂在室外热交换器14与室内热交换器15中成为蒸发器的一方中就不会完全蒸发，在这样的情况下，液体制冷剂就会混入朝着压缩机20流动的低压制冷剂中。相对于此，在该实施方式中，朝着压缩机20流动的低压制冷剂的一部分在膨胀机壳体34内通过发电机33。因此，混在低压制冷剂中的液体制冷剂便吸收在发电机33中产生的热而蒸发。因此，根据该实施方式，能够使液体制冷剂混入到被吸入压缩机20的制冷剂的可能性减小，也就能够使压缩机20被所谓的流入液体制冷剂损坏的危险性减小。也就是说，能够将膨胀机壳体34作为集液器使用。

在该实施方式中，将朝着压缩机20的吸入侧流动的低压制冷剂的一部分导入膨胀机壳体34的内部空间，再利用设置在那里的发电机33将冷冻机油和低压制冷剂分离开。这样就容易确保贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机油的量。

在该实施方式的膨胀机30中，已流入膨胀机壳体34内的低压制冷剂从下朝上通过发电机33，而且，通过发电机33之际与制冷剂分离的冷冻机油从上往下流下去。也就是说，在膨胀机壳体34的内部空间，低压制冷剂的流动方向和与低压制冷剂分离的冷冻机油的流动方向相反。因此，根据该实施方式，能够进一步可靠地减少与低压制冷剂分离的冷冻机油中再次与低压制冷剂一起流出到低压侧导出管82的量。

在该实施方式的膨胀机30中，温度较低的低压制冷剂通过膨胀机壳体34的内部空间。因此，能够利用低压制冷剂对装在膨胀机壳体34内的发电机33进行冷却。特别是，在该实施方式的膨胀机壳体34内，已通过低压侧导入管81流入的低压制冷剂通过发电机33。因此，根据该实施方式，低压制冷剂可靠地将发电机33冷却。

-第二实施方式的变形例1-

如图11所示，在该实施方式中，可以这样做，分油器60设在压缩机20的喷出侧，该分油器60的主体部件65的底部和膨胀机壳体34的底部由回油管62连接起来，在回油管62上设置用以将冷冻机油减压的毛细管63。

该变形例中的制冷剂回路11和图9所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例1(参考图4)的制冷剂回路11和图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例1所做的说明。

-第二实施方式的变形例2-

如图12所示，在该实施方式中，分油器60可以设在压缩机20的喷出侧，该分油器60的主体部件65的底部和压缩机壳体24的底部可以由回油管61连接起来。

该变形例中的制冷剂回路11和图9所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例2(参考图5)的制冷剂回路11和图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例2所做的说明。

-第二实施方式的变形例3-

如图13所示，在该实施方式中，分油器75可以设在压缩机20的吸入侧，该分油器75的主体部件65的底部和膨胀机壳体34的底部可以由回油管77连接起来。

该变形例中的制冷剂回路11和图9所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例3(参考图6)的制冷剂回路11和图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例3所做的说明。

-第二实施方式的变形例4-

如图14所示，在该实施方式中，分油器70可以设在膨胀机30的流出侧，该分油器70的主体部件65的底部和膨胀机壳体34的底部可以由回油管72连接起来。

该变形例中的制冷剂回路11和图9所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例4(参考图7)的制冷剂回路11与图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例4所做的说明。

-第二实施方式的变形例5-

如图15所示，在该实施方式中，分油器70可以设在膨胀机30的流出侧，该分油器70的主体部件65的底部和压缩机20的吸入管25可以由回油管71连接起来。

该变形例中的制冷剂回路11和图9所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例5(参考图8)的制冷剂回路11与图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例5所做的说明。

(发明的第三实施方式)

对本发明的第三实施方式进行说明。该实施方式中的空调机10是对所述第二实施方式中的制冷剂回路11的构成进行改变后而得到的。这里，对该实施方式中的空调机10与所述第二实施方式的不同之处进行说明。

如图16与图17所示，在该实施方式中的制冷剂回路11中，省略了将压缩机20的吸入管25和第1四通换向阀12的第二通口连接起来的管道。而且，在该制冷剂回路11中，低压侧导入管81的始端连接在第1四通换向阀12的第二通口上，低压侧导出管82的终端连接在压缩机20的吸入管25上。需提一下，膨胀机壳体34中低压侧导入管81和低压侧导出管82的连接位置与上述第二实施方式时一样。

在该实施方式的制冷剂回路11中，从室外热交换器14和室内热交换器15中成为蒸发器的一个热交换器中流出的制冷剂全部通过低压侧导入管81后，流入膨胀机壳体34的内部空间，再从下朝上通过发电机33后，通过低压侧导出管82被吸入压缩机20中。

在该实施方式中，被吸入压缩机20的低压制冷剂全部通过膨胀机壳体34的内部空间。因此，根据该实施方式，能够使在上述第二实施方式所收到的效果更大。也就是说，能够使与制冷剂一起被吸入压缩机20的冷冻机油的量进一步减少，从而能够使压缩机20的性能充分地发挥出来。还有，在朝着压缩机20流动的低压制冷剂中含有液体制冷剂的时候，也能够使几乎所有的液体制冷剂都在膨胀机壳体34内蒸发，也就能够使压缩机20被已吸入的液态制冷剂损坏的危险性下降。

-第三实施方式的变形例1-

如图18所示，在该实施方式中，可以这样做，分油器60设在压缩机20的喷出侧，该分油器60的主体部件65的底部和膨胀机壳体34的底部由回油管62连接起来，在回油管62上设置用以将冷冻机油减压的毛细管63。

该变形例中的制冷剂回路11和图16所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例1(参考图4)的制冷剂回路11和图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例1所做的说明。

-第三实施方式的变形例2-

如图19所示，在该实施方式中，分油器60可以设在压缩机20的喷出侧，该分油器60的主体部件65的底部和压缩机壳体24的底部可以由回油管61连接起来。

该变形例中的制冷剂回路11和图16所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例2(参考图5)的制冷剂回路11和图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例2所做的说明。

-第三实施方式的变形例3-

如图20所示，在该实施方式中，分油器75可以设在压缩机20的吸入侧，该分油器75的主体部件65的底部和膨胀机壳体34的底部可以由回油管77连接起来。

这里，对该变形例的制冷剂回路11与图16所示的制冷剂回路11的不同之处进行说明。在该变形例的制冷剂回路11中，低压侧导入管81的始端连接在分油器75的出口管67上。除此以外的不同之处，与上述第一实施方式的变形例3(参考图6)的制冷剂回路11和图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例3所做的说明。

-第三实施方式的变形例4-

如图21所示，在该实施方式中，分油器70可以设在膨胀机30的流出侧，该分油器70的主体部件65的底部和膨胀机壳体34的底部可以由回油管72连接起来。

该变形例中的制冷剂回路11和图16所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例4(参考图7)的制冷剂回路11与图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例4所做的说明。

-第三实施方式的变形例5-

如图22所示，在该实施方式中，可以这样做，分油器70设在膨胀机30的流出侧，该分油器70的主体部件65的底部和压缩机20的吸入管25由回油管71连接起来。

该变形例中的制冷剂回路11和图16所示的制冷剂回路11的不同之处，与上述第一实施方式的变形例5(参考图8)的制冷剂回路11与图1、图2所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第一实施方式的变形例5所做的说明。

(发明的第四实施方式)

对本发明的第四实施方式进行说明。该实施方式中的空调机10是对所述第一实施方式中的压缩机20的构成进行改变后而得到的。这里，对该实施方式中的空调机10与所述第一实施方式的不同之处进行说明。

如图23和图24所示，该实施方式中的压缩机20是所谓的低压拱顶式全密闭型压缩机20。在该压缩机20中，吸入管25贯穿压缩机壳体24的躯体部的上端附近，其终端位于压缩机壳体24内电动机23上侧的空间。喷出管26贯穿压缩机壳体24的躯体部的下端附近，其始端直接连接在压缩机构21上。需提一下，压缩机构21构成旋转式容积型流体机械这一点、驱动轴22构成供油机构这一点与上述第一实施方式的情况是一样的。

在该实施方式的制冷剂回路11中设有分油器60和回油管62。而且，高压侧连通管85设在该制冷剂回路11中。

分油器60设置在压缩机20的喷出侧，该分油器60本身与所述第一实施方式的变形例1的分油器60的结构一样。也就是说，该分油器60包括主体部件65、入口管66和出口管67。分油器60的入口管66连接在压缩机20的喷出管26上，其出口管67连接在第1四通换向阀12的第一通口上。

回油管62将分油器60和膨胀机30连接起来，形成回油通路。回油管62的一端连接在分油器60的主体部件65的底部，回油管62的另一端连接在膨胀机壳体34的底部。。分油器60的主体部件65的内部空间通过回油管62与膨胀机壳体34内的贮油腔37连通。

高压侧连通管85构成高压侧连通路。高压侧连通管85的一端连接在将压缩机20的喷出管26与第1四通换向阀12的第一通口连接起来的管道上，高压侧连通管85的另一端连接在膨胀机壳体34上。高压侧连通管85的端部位于膨胀机壳体34的内部空间中发电机33下侧的部分。

-运转动作-

在该实施方式中的制冷剂回路11中进行的制冷运转过程中和制暖运转过程中的动作，除了从压缩机20喷出的制冷剂通过分油器60这一点不同以外，其它地方都与在所述第一实施方式的制冷剂回路11中进行的动作一样。在该实施方式的制冷剂回路11中，从压缩机20喷出的制冷剂通过分油器60后，朝着第1四通换向阀12流入，当在进行制冷运转时，该制冷剂被供向室外热交换器14；当在进行制暖运转时，该制冷剂被供向室内热交换器15。

对在该实施方式的空调机10中所进行的油量调节动作进行说明。

与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油流入分油器60，与制冷剂分离后，贮存在主体部件65的底部。已贮存在主体部件65的冷冻机油通过回油管，被供向膨胀机壳体34内的贮油腔37。

另一方面，与制冷剂一起从膨胀机30流出的冷冻机油与制冷剂一起在制冷剂回路11内流动，通过压缩机20的吸入管25朝着压缩机壳体24的内部空间流入。已与制冷剂一起流入压缩机壳体24内的冷冻机油在通过形成在电动机23的转子和定子之间的间隙、形成在定子和压缩机壳体24之间的间隙等时有一部分与制冷剂分离，而朝着贮油腔27流下去。未与制冷剂分离的冷冻机油与制冷剂一起被吸入压缩机构21中，之后与制冷剂一起从压缩机20中喷出。

这样，在该实施方式中，从压缩机20流出的冷冻机油在分油器60中被聚集起来后，已被分油器60聚集起来的冷冻机油被供向膨胀机壳体34内。于是，在空调机10的运转过程中，膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量逐渐增多，另一方面，压缩机壳体24内的冷冻机油的贮存量逐渐减少。

若膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量增多，则贮油腔37的油面位置会伴随于此而上升。当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出贮油腔37的油面位置已上升到某一程度以上时，就将油量调节阀52打开。油量调节阀52一打开，压缩机壳体24内的贮油腔27就与膨胀机壳体34内的贮油腔37相互连通了。

这里，已被压缩机20吸入的制冷剂通过压缩机壳体24的内部空间后，被吸入压缩机构21中。因此，压缩机壳体24的内压就与被吸入压缩机构21的制冷剂的压力(亦即冷冻循环的低压)大致相等。另一方面，在膨胀机30中，高压侧连通管85连接在膨胀机壳体34上，膨胀机壳体34的内部空间与连接在压缩机20的喷出管26上的管道连通。因此，膨胀机壳体34的内压就与从压缩机20喷出的制冷剂的压力(亦即冷冻循环的高压)大致相等。

这样一来，膨胀机壳体34的内压便比压缩机壳体24的内压高。因此，在打开油量调节阀52的状态下，在油流通管42内流动的冷冻机油便从膨胀机壳体34内的贮油腔37朝着压缩机壳体24内的贮油腔27流去。而且，当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出贮油腔37的油面位置下降到某一程度以下时，便将油量调节阀52关闭。

(发明的第五实施方式)

对本发明的第五实施方式进行说明。该实施方式中的空调机10是对所述第四实施方式中的制冷剂回路11的构成进行改变后而得到的。这里，对该实施方式中的空调机10与所述第四实施方式的不同之处进行说明。

如图25与图26所示，在该制冷剂回路11中设有高压侧导入管86和高压侧导出管87。在该制冷剂回路11中，将上述第四实施方式中的高压侧连通管85、分油器60以及回油管62省略了。

高压侧导入管86构成高压侧导入通路。高压侧导入管86的始端连接在将压缩机20的喷出管26和第1四通换向阀12的第一通口连接起来的管道上。高压侧导入管86的终端连接在膨胀机壳体34上。该高压侧导入管86的终端位于膨胀机壳体34的内部空间发电机33的下侧的部分。

高压侧导出管87构成高压侧导出通路。低压侧导出管82的始端连接在膨胀机壳体34上。该低压侧导出管82的始端位于膨胀机壳体34的内部空间中膨胀机构31与发电机33之间的部分。低压侧导出管82的另一端连接在将压缩机20的喷出管26与第1四通换向阀12的第一通口连接起来的管道上比高压侧导入管86的连接处靠近第1四通换向阀12的位置上。

-运转动作-

在该实施方式的制冷剂回路11中进行的制冷运转过程中和制暖运转过程中的动作，除了从压缩机20喷出后朝着第1四通换向阀12流动的制冷剂的流通路径以外，其它地方都与在所述第四实施方式的制冷剂回路11中进行的动作一样。

在该实施方式中，从压缩机20喷出的制冷剂有一部分经由膨胀机壳体34后流入第1四通换向阀12，剩下的制冷剂直接流入第1四通换向阀12中。

具体而言，从压缩机20喷出的制冷剂有一部分通过高压侧导入管86后，向着膨胀机壳体34内流入。已流入膨胀机壳体34的高压制冷剂从下往上通过形成在电动机23的转子和定子之间的间隙、形成在定子和压缩机壳体24之间的间隙等。此时，已与高压制冷剂一起流入膨胀机壳体34内的冷冻机油与制冷剂分离。在膨胀机壳体34内已与制冷剂分离的冷冻机油朝着贮油腔37流下去。已通过了发电机33的高压制冷剂朝着高压侧导出管87流入，与从压缩机20直接朝着第1四通换向阀12流动的制冷剂合流后，朝着第1四通换向阀12流入。

如上所述，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油有一部分在膨胀机壳体34内与高压制冷剂分离。因此，在该空调机10的运转过程中，膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量逐渐增多，另一方面，压缩机壳体24内的冷冻机油的贮存量逐渐减少。

这里，该实施方式的控制器53的动作与所述第四实施方式中的一样。也就是说，当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出贮油腔37的油面位置已上升到某一程度以上时，就将油量调节阀52打开，冷冻机油便从膨胀机壳体34内的贮油腔37供向压缩机壳体24内的贮油腔27。而且，当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出贮油腔37的油面位置下降到某一程度以下时，便将油量调节阀52关闭。

-第五实施方式的效果-

根据该实施方式，除了能够收到在上述第一实施方式收到的效果以外，还能够收到以下效果。

在该实施方式中，将从压缩机20喷出的高压制冷剂的一部分导入膨胀机壳体34的内部空间，再利用设置在那里的发电机33将冷冻机油和低压制冷剂分离开。这样就容易确保贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机油的量。

在该实施方式的膨胀机30中，已流入膨胀机壳体34内的高压制冷剂从下朝上通过发电机33，而且，通过发电机33之际与制冷剂分离的冷冻机油从上往下流下去。也就是说，在膨胀机壳体34的内部空间，高压制冷剂的流动方向和已与高压制冷剂分离的冷冻机油的流动方向相反。因此，根据该实施方式，能够进一步可靠地减少与高压制冷剂分离的冷冻机油中再次与高压制冷剂一起流出到高压侧导出管87的量。

-第五实施方式的变形例1-

在该实施方式中，与上述第四实施方式一样，可以将分油器60和回油管62设在制冷剂回路11中。这里，对该变形例中的空调机10与图25所示的空调机10的不同之处进行说明。

如图27所示，分油器60设置在制冷剂回路11中压缩机20的喷出侧，该分油器60本身与所述第四实施方式中的分油器60的结构一样。也就是说，该分油器60包括主体部件65、入口管66和出口管67。分油器60的入口管66连接在压缩机20的喷出管26上，其出口管67连接在第1四通换向阀12的第一通口上。

回油管62将分油器60和膨胀机30连接起来，形成回油通路。回油管62的一端连接在分油器60的主体部件65的底部，回油管62的另一端连接在膨胀机壳体34的底部。分油器60的主体部件65的内部空间通过回油管62与膨胀机壳体34内的贮油腔37连通。

在该变形例中，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油在分油器60与高压制冷剂分离后，通过回油管62被供向膨胀机壳体34内的贮油腔37。

-第五实施方式的变形例2-

在上述变形例1的制冷剂回路11中，可以将分油器60连接在压缩机壳体24上，而不是膨胀机壳体34上。这里，对该变形例中的空调机10与上述变形例1的不同之处进行说明。

如图28所示，在该变形例的制冷剂回路11中，分油器60的主体部件65和压缩机壳体24由回油管61连接起来。回油管61的一端连接在分油器60的主体部件65的底部，另一端连接在压缩机壳体24的底部。在回油管61上设有用以将流入的冷冻机油减压的毛细管63。该回油管61构成让分油器60的主体部件65和压缩机壳体24内的贮油腔27连通的回油通路。

在该变形例的制冷剂回路11中，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油有一部分在膨胀机壳体34内与高压制冷剂分离，另一方面，剩下的部分冷冻机油在分油器60中与高压制冷剂分离。已在膨胀机壳体34内与高压制冷剂分离的冷冻机油流入膨胀机壳体34内的贮油腔37中。另一方面，已在分油器60中与高压制冷剂分离的冷冻机油通过回油管61被供向压缩机壳体24内的贮油腔27。

-第五实施方式的变形例3-

在该实施方式中，可以在制冷剂回路11中追加上分油器70和回油管71。这里对该变形例中的空调机10与图25所示的空调机10的不同之处进行说明。

如图29所示，分油器70设在膨胀机30的流出侧。该分油器70本身的结构与上述第四实施方式的分油器60的结构一样。也就是说，该分油器70包括主体部件65、入口管66和出口管67。分油器70的入口管66连接在膨胀机30的流出管36上，出口管67连接在第2四通换向阀13的第一通口上。

回油管71的一端连接在分油器70的主体部件65的底部；其另一端连接在压缩机壳体24的底部。

回油管71的一端连接在分油器70的主体部件65的底部；另一端连接在将压缩机20的吸入管25与第1四通换向阀12的第二通口连接起来的管道上。该回油管71构成使分油器70的主体部件65与压缩机壳体24内的贮油腔27连通的回油通路。

在该变形例的制冷剂回路11中，从膨胀机30流出的冷冻机油与膨胀后的气液二相状态的制冷剂一起流入分油器70的主体部件65内。在主体部件65内部，在其下部贮存有液体制冷剂和冷冻机油的混合物，在上部贮存有气体制冷剂。而且，在该制冷剂回路11中所用的冷冻机油的比重比液体制冷剂的比重大。因此，在主体部件65内的液体贮存处，越是底层，冷冻机油所占的比例越高，越是上层，液体制冷剂所占的比例越高。

如上所述，回油管71连接在主体部件65的底部。存在于主体部件65内的液体贮存处的底层的冷冻机油通过回油管71被供向压缩机壳体24内的贮油腔27中。另一方面，分油器70的出口管67成为其下端部浸渍在主体部件65内的液体贮存处的状态。存在于主体部件65的液体贮存处的上层的液体制冷剂通过出口管67从主体部件65流出，当正在进行制冷运转时，该液体制冷剂被供给室内热交换器15；当正在进行制暖运转时，该液体制冷剂被供给室外热交换器14。

(发明的第六实施方式)

对本发明的第六实施方式进行说明。该实施方式中的空调机10是对所述第五实施方式中的制冷剂回路11的构成进行改变后而得到的。这里，对该实施方式中的空调机10与所述第五实施方式的不同之处进行说明。

如图30与图31所示，在该实施方式的制冷剂回路11中省略了将压缩机20的喷出管26与第1四通换向阀12的第一通口连接起来的管道。而且，在该制冷剂回路11中，高压侧导入管86的始端连接在压缩机20的喷出管26上，高压侧导出管87的终端连接在第1四通换向阀12的第一通口上。需提一下，高压侧导入管86与高压侧导出管87在膨胀机壳体34中的连接位置与上述第五实施方式一样。

在该实施方式的制冷剂回路11中，从压缩机20喷出的制冷剂全部通过高压侧导入管86，朝着膨胀机壳体34的内部空间流入，再从下往上通过发电机33，之后通过高压侧导出管87朝着第1四通换向阀12流入。

在该实施方式中，从压缩机20喷出的高压制冷剂全部通过膨胀机壳体34的内部空间。因此，根据该实施方式，能够使在上述第五实施方式中收到的效果更大。也就是说，在该实施方式中，因为在膨胀机壳体34内与高压制冷剂分离的冷冻机油的量比上述第五实施方式多，所以容易进一步确保贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机油的量，从而能够使膨胀机30由于冷冻机油不足而损坏的危险性进一步下降。

-第六实施方式的变形例1-

如图32所示，在该实施方式中，可以在压缩机20的喷出侧设置分油器60，由回油管62将该分油器60的主体部件65的底部与膨胀机壳体34的底部连接起来。

这里，对变形例的制冷剂回路11与图30所示的制冷剂回路11的不同之处进行说明。在该变形例的制冷剂回路11中，高压侧导出管87的终端连接在分油器75的入口管66上。除此以外的不同之处和上述第五实施方式的变形例1(参考图27)的制冷剂回路11与图25所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第五实施方式的变形例1所做的说明。

-第六实施方式的变形例2-

如图33所示，在该实施方式中，可以在压缩机20的喷出侧设置分油器60，由回油管61将该分油器60的主体部件65的底部与压缩机壳体24的底部连接起来。

这里，对变形例的制冷剂回路11与图30所示的制冷剂回路11的不同之处进行说明。在该变形例的制冷剂回路11中，高压侧导出管87的终端连接在分油器75的入口管66上。除此以外的不同之处和上述第五实施方式的变形例2(参考图28)的制冷剂回路11与图25所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第五实施方式的变形例2所做的说明。

-第六实施方式的变形例3-

如图34所示，在该实施方式中，可以在膨胀机30的流出侧设置分油器70，由回油管71将该分油器70的主体部件65的底部与压缩机壳体24的底部连接起来。

这里，对变形例的制冷剂回路11与图30所示的制冷剂回路11的不同之处和上述第五实施方式的变形例3(参考图29)的制冷剂回路11与图25所示的制冷剂回路11的不同之处一样。这里，作为对该变形例的说明援用对上述第五实施方式的变形例3所做的说明。

(其它实施方式)

在上述各个实施方式中还可以采用以下结构。

-第1变形例-

如图35所示，在上述各个实施方式中，可以在油流通管42的中途设置毛细管54来作调节机构用。需提一下，图35所示的制冷剂回路11是将该变形例应用到上述第一实施方式中而得到的。

若在油流通管42中设置毛细管54，则在油流通管42中流动的冷冻机油在通过毛细管54之际被减压。因此，就是内压不同的压缩机壳体24和膨胀机壳体34通过油流通管42连通，冷冻机油也不会偏多地存在于压缩机壳体24与膨胀机壳体34中内压低的一个壳体中。也就是说，毛细管54对油流通管42中冷冻机油的流量进行调节，以使冷冻机油不偏多地存在于压缩机壳体24与膨胀机壳体34中内压低的一个壳体中。

-第2变形例-

如图36、图37所示，在上述各个实施方式中，可以将油面传感器51设在压缩机壳体24内。需提一下，图36所示的制冷剂回路11是将该变形例应用到上述第三实施方式而得到的；图37所示的制冷剂回路11是将该变形例应用到上述第六实施方式而得到的。

在图36所示的制冷剂回路11中，压缩机壳体24的内压比膨胀机壳体34的内压高。于是，在油量调节阀52打开的状态下的油流通管42中，冷冻机油从压缩机壳体24内的贮油腔27朝着膨胀机壳体34内的贮油腔37流动。此时，当控制器53判断出压缩机壳体24内的油面位置上升到某一程度以上时，就将油量调节阀52打开；当控制器53判断出压缩机壳体24内的油面位置下降到某一程度以下时，就将油量调节阀52关闭。

另一方面，在图37所示的制冷剂回路11中，膨胀机壳体34的内压比压缩机壳体24的内压高。于是，在油量调节阀52打开的状态下的油流通管42中，冷冻机油从膨胀机壳体34内的贮油腔37朝着压缩机壳体24内的贮油腔27流动。此时，当控制器53判断出压缩机壳体24内的油面位置下降到某一程度以下时，就将油量调节阀52打开；当控制器53判断出压缩机壳体24内的油面位置上升到某一程度以上时，就将油量调节阀52关闭。

-第3变形例-

如图38所示，在上述第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式中，可以在制冷剂回路11中设置油冷却用热交换器90。

油冷却用热交换器90由例如平板式热交换器、双重管式热交换器构成。具体而言，在油冷却用热交换器中形成有第一流路91和第二流路92。油冷却用热交换器90的第一流路91设在油流通管42的中途。另一方面，油冷却用热交换器90的第二流路92设在将压缩机20的吸入管25和第1四通换向阀12连接起来的管道的中途。于是，在油冷却用热交换器90中，在油流通管42内流动的冷冻机油和从第1四通换向阀12朝着压缩机20流动的低压制冷剂进行热交换。

在上述第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式的压缩机20中，已被压缩机构21压缩的高温高压制冷剂喷向压缩机壳体24的内部空间。因此，贮存在压缩机壳体24内的贮油腔27的润滑油成为较高的温度(例如80℃左右)。另一方面，被吸入压缩机20的低压制冷剂温度较低(例如5℃左右)。因此，已从压缩机壳体24内的贮油腔27流入油流通管42的润滑油在通过油冷却用热交换器90的那段时间内与低压制冷剂进行热交换而被冷却，之后流向膨胀机壳体34内的贮油腔37中。

这里，在制冷剂回路11中，为确保制冷剂在室外热交换器14和室内热交换器15中成为蒸发器的热交换器中的吸热量，优选尽量使从膨胀机30流出的制冷剂的焓低一些。相对于此，在该实施方式中，因为压缩机壳体24内的冷冻机油在油冷却用热交换器90中被冷却后朝着膨胀机壳体34内流入，所以能够抑制侵入到在膨胀机构31中膨胀的制冷剂的热量。因此，根据该实施方式，能够将从膨胀机30流出的制冷剂的焓控制得很低，从而能够充分地确保制冷剂在蒸发器中的吸热量。

-第4变形例-

如图39所示，在上述各个实施方式中，可以用隔热材38将膨胀机壳体34内的膨胀机构31围起来。

如上所述，若热从外部侵入通过膨胀机构31的制冷剂中，则制冷剂在起蒸发器作用的热交换器中的吸热量就减少了所侵入的这一部分热量。相对于此，象该变形例那样，若用隔热材38将膨胀机构31围起来，则能够使侵入通过膨胀机构31的制冷剂的热量减少，从而能够使起蒸发器作用的热交换器的性能充分地发挥出来。

这里，与象上述第一到第三实施方式那样，膨胀机壳体34的内压成为冷冻循环的低压的情况相比，在象上述第四到第六实施方式那样膨胀机壳体34的内压成为冷冻循环的高压的情况下，膨胀机壳体34内的周围温度高。因此，该变形例在上述第四到第六实施方式那样的膨胀机壳体34的内压成为冷冻循环的高压的情况下，特别有效。

-第5变形例-

在上述各个实施方式中，压缩机构21和膨胀机构31分别由旋转式流体机械构成。但构成压缩机构21、膨胀机构31的流体机械的型式并不限于此。例如，压缩机构21和膨胀机构31还可以分别由涡旋式流体机械构成。而且，压缩机构21和膨胀机构31分别可以由型式相互不同的流体机械构成。

-第6变形例-

在上述各个实施方式中，由形成在压缩机20的驱动轴22、膨胀机30的输出轴32的供油通路构成离心泵，但可以在驱动轴22、输出轴32的下端连接上机械式泵(例如齿轮式泵、次摆线泵)，利用驱动轴22、输出轴32驱动机械式泵，而向压缩机构21、膨胀机构31供油。

在象上述第一到第三实施方式那样，膨胀机壳体34的内压成为冷冻循环的低压的情况下，因为贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机油的压力比流入膨胀机构31的制冷剂的压力低，所以在离心泵中有可能难以为膨胀机构31确保充分的供油量。在象上述第四到第五实施方式那样压缩机20是低压拱顶线型压缩机的情况下，在离心泵中也能够为压缩机构21确保充分的供油量。因此，优选将机械式供油泵设在压缩机20和膨胀机30中壳体24、34的内压成为冷冻循环的低压的一方。

需提一下，以上各个实施方式的说明只不过是本质上优选的例子而已，本发明并不意味着要限制其适用物或者其用途、范围等。

工业实用性

综上所述，本发明对于制冷剂回路中设有压缩机和膨胀机的冷冻装置用处很大。

Claims (16)

1.一种冷冻装置，包括压缩机(20)和膨胀机(30)连接而成的制冷剂回路(11)，让制冷剂在该制冷剂回路(11)中循环而进行冷冻循环，其特征在于：

在所述压缩机(20)中设有：将制冷剂吸入后进行压缩的压缩机构(21)、内装有该压缩机构(21)的压缩机壳体(24)以及将润滑油从该压缩机壳体(24)内的贮油腔(27)供向所述压缩机构(21)的供油机构(22)，

在所述膨胀机(30)中设有：使已流入的制冷剂膨胀而产生动力的膨胀机构(31)、内装有该膨胀机构(31)的膨胀机壳体(34)以及将润滑油从该膨胀机壳体(34)内的贮油腔(37)供向所述膨胀机构(31)的供油机构(32)；

所述压缩机壳体(24)与所述膨胀机壳体(34)中一个壳体的内压成为冷冻循环的高压，另一个壳体的内压成为冷冻循环的低压；

该冷冻装置包括：

油流通路径(42)，为使润滑油在所述压缩机壳体(24)内的贮油腔(27)和所述膨胀机壳体(34)内的贮油腔(37)之间移动，而将该压缩机壳体(24)和该膨胀机壳体(34)连接起来，以及

调节机构(50)，用以调节所述油流通路径(42)中的润滑油的流通状态。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述调节机构(50)包括油面检测器(51)和控制阀(52)，该油面检测器(51)对所述压缩机壳体(24)内的贮油腔(27)或者所述膨胀机壳体(34)内的贮油腔(37)的油面位置进行检测，该控制阀(52)设在所述油流通路径(42)中，且开度是根据所述油面检测器(51)的输出信号进行控制。

3.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述压缩机构(21)，将已从所述压缩机壳体(24)的外部直接吸入的制冷剂压缩后，再朝着该压缩机壳体(24)内喷出；

在所述制冷剂回路(11)中设有低压侧连通路(80)，使连接在所述压缩机(20)的吸入侧的管道与所述膨胀机壳体(34)的内部空间相连通。

4.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述压缩机构(21)，将已从所述压缩机壳体(24)的外部直接吸入的制冷剂压缩后，再朝着该压缩机壳体(24)内喷出；

在所述制冷剂回路(11)中设有低压侧导入通路(81)和低压侧导出通路(82)，该低压侧导入通路(81)用以将朝着所述压缩机(20)的吸入侧流动的低压制冷剂的一部分或者全部导入所述膨胀机壳体(34)的内部空间，该低压侧导出通路(82)用以将低压制冷剂从所述膨胀机壳体(34)的内部空间导出后，再供向所述压缩机(20)中。

5.根据权利要求4所述的冷冻装置，其特征在于：

由所述膨胀机构(31)驱动的发电机(33)装在所述膨胀机壳体(34)内，该发电机(33)将该膨胀机壳体(34)的内部空间隔开；

所述低压侧导入通路(81)连接于所述膨胀机壳体(34)的内部空间中由所述发电机(33)隔开的一个空间，所述低压侧导出通路(82)连接于另一个空间。

6.根据权利要求5所述的冷冻装置，其特征在于：

所述膨胀机壳体(34)的内部空间由所述发电机(33)上下隔开；

所述低压侧导入通路(81)连接于所述膨胀机壳体(34)的内部空间中所述发电机(33)下侧的空间，所述低压侧导出通路(82)连接于所述发电机(33)上侧的空间。

7.根据权利要求3或4所述的冷冻装置，其特征在于：

在所述制冷剂回路(11)中设有分油器(70)和回油通路(71)，该分油器(70)设置在所述膨胀机(30)的流出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路(71)用以将润滑油从该分油器(70)供向所述压缩机壳体(24)内。

8.根据权利要求3或4所述的冷冻装置，其特征在于：

在所述制冷剂回路(11)中设有分油器(70)和回油通路(72)，该分油器(70)设置在所述膨胀机(30)的流出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路(72)用以将润滑油从该分油器(70)供向所述膨胀机壳体(34)内。

9.根据权利要求3或4所述的冷冻装置，其特征在于：

包括油冷却用热交换器(90)，使在所述油流通路径(42)中流动的润滑油与朝着所述压缩机(20)流动的低压制冷剂进行热交换而冷却。

10.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述压缩机构(21)将已从所述压缩机壳体(24)内吸入的制冷剂压缩后，再朝着该压缩机壳体(24)的外部直接喷出；

在所述制冷剂回路(11)中设有：高压侧连通路(85)、分油器(60)以及回油通路(62)，该高压侧连通路(85)使连接在所述压缩机(20)的喷出侧的管道与所述膨胀机壳体(34)的内部空间相连通，该分油器(60)设置在所述压缩机(20)的喷出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路(62)用以将润滑油从该分油器(60)供向所述膨胀机壳体(34)内。

11.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述压缩机构(21)将已从所述压缩机壳体(24)内吸入的制冷剂压缩后，再朝着该压缩机壳体(24)的外部直接喷出；

在所述制冷剂回路(11)中设有高压侧导入通路(86)和高压侧导出通路(87)，该高压侧导入通路(86)用以将从所述压缩机(20)喷出的高压制冷剂的一部分或者全部导入所述膨胀机壳体(34)的内部空间，该高压侧导出通路(87)用以将高压制冷剂从所述膨胀机壳体(34)的内部空间导出。

12.根据权利要求11所述的冷冻装置，其特征在于：

由所述膨胀机构(31)驱动的发电机(33)装在所述膨胀机壳体(34)内，该发电机(33)将该膨胀机壳体(34)的内部空间隔开；

所述膨胀机壳体(34)中，所述高压侧导入通路(86)连接于由所述发电机(33)隔开的一个内部空间，所述高压侧导出通路(87)连接于另一个内部空间。

13.根据权利要求12所述的冷冻装置，其特征在于：

所述膨胀机壳体(34)的内部空间由所述发电机(33)上下隔开；

所述高压侧导入通路(86)连接于所述膨胀机壳体(34)的内部空间中所述发电机(33)下侧的空间，所述高压侧导出通路(87)连接于所述发电机(33)上侧的空间。

14.根据权利要求3、4或11所述的冷冻装置，其特征在于：

在所述制冷剂回路(11)中设有分油器(60)和回油通路(61)，该分油器(60)设置在所述压缩机(20)的喷出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路(61)用以将润滑油从该分油器(60)供向所述压缩机壳体(24)内。

15.根据权利要求3、4或11所述的冷冻装置，其特征在于：

在所述制冷剂回路(11)中设有分油器(60)和回油通路(62)，该分油器(60)设置在所述压缩机(20)的喷出侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路(62)用以将润滑油从该分油器(60)供向所述膨胀机壳体(34)内。

16.根据权利要求3、4或11所述的冷冻装置，其特征在于：

在所述制冷剂回路(11)中设有分油器(75)和回油通路(77)，该分油器(75)设置在所述压缩机(20)的吸入侧，使制冷剂和润滑油分离，该回油通路(77)用以将润滑油从该分油器(75)供向所述膨胀机壳体(34)内。

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